- mælingar eða merkingar
- afhendingu
- vinnupallar / pallur
Ákveðnar nanóagnir hafa verið notaðar frá 1990, fyrir umsóknir eins og snyrtivörur / húðvörur, lyfjagjöf og merkingar. Tilraunir með mismunandi gerðir af nanóbrotum, svo sem skammtafræði, kolefni nanóubitum og segulmagnaðir nanóagnir, á sumarfrumum eða örverum, hefur veitt bakgrunninn sem stofnfrumurannsóknir hafa verið hleypt af stokkunum. Það er lítið þekkt staðreynd að fyrsta einkaleyfið fyrir undirbúning nanófibra var skráð árið 1934. Þessir trefjar myndu að lokum verða grunnur vinnupalla fyrir stofnfrumurækt og ígræðslu - yfir 70 árum síðar.
Visualizing stofnfrumur með MRI og SPIO agnir
Rannsóknir á umsóknum um nanoparticles fyrir myndun segulómunar (MRD) hafa verið ýtt af þörfinni á að fylgjast með stofnfrumum meðferðarfræði. Algengt val fyrir þetta forrit er superparamagnetic járn oxíð (SPIO) nanoparticles, sem auka andstæða MRI myndir.
Sumir járnoxíð hafa þegar verið samþykkt af FDA. Oftar tegundir agna eru húðuð með mismunandi fjölliður að utan, venjulega kolvetni. MRI merking er hægt að gera með því að tengja nanoparticles við stofnfrumuyfirborðinu eða valda upptöku agna af stofnfrumum með blóðfrumnafæð eða fagfrumnafæð.
Nanoparticles hafa hjálpað til við að bæta við þekkingu okkar á því hvernig stofnfrumur flytjast í taugakerfið.
Merking með skammtafræði
Skammtar (Qdots) eru nanóskala kristalla sem gefa frá sér ljós og samanstanda af atómum úr hópum II-VI í reglubundnu töflunni, sem oft inniheldur kadmíum. Þau eru betri til að visualize frumur en ákveðnar aðrar aðferðir, svo sem litarefni, vegna ljósnæmi þeirra og langlífi. Þetta gerir einnig notkun þeirra kleift að rannsaka frumuvirkni meðan ágreiningur á stofnfrumur stendur.
Qdots hafa styttri lagalista til notkunar með stofnfrumum en SPIO / MRI og hafa aðeins verið notaðir in vitro hingað til vegna þess að þörf er á sérstökum búnaði til að fylgjast með þeim í heilum dýrum.
Nucleotide Delivery for Genetic Control
Erfðabreytingar, sem nota DNA eða siRNA , koma fram sem gagnlegt tæki til að stjórna frumuhlutverkum í stofnfrumum, sérstaklega til að stýra ólíkun þeirra. Hægt er að nota nanóplastar til að skipta um hefðbundnar veiruþættir, svo sem afturvirka veirur, sem hafa verið í för með sér að valda fylgikvillum í heilum lífverum eins og að örva stökkbreytingar sem leiða til krabbameins. Nanoparticles bjóða upp á ódýrari, auðveldara framleiðslugerð vigur til transfection stofnfrumna, með minni hættu á ónæmingargetu, stökkbreytandi áhrifum eða eiturverkunum.
A vinsæll nálgun er að nota katjónísk fjölliður sem hafa samskipti við DNA og RNA sameinda. Það er einnig pláss fyrir þróun klárra fjölliða með lögun eins og markvissa afhendingu eða tímaáætlun . Kolefnis nanótúrar með mismunandi virku hópa hafa einnig verið prófaðir fyrir lyfja- og kjarnsýrutöku í spendýrafrumur, en notkun þeirra í stofnfrumum hefur ekki verið rannsökuð að miklu leyti.
Hagræðing stofnfrumna umhverfisins
Mikilvægt rannsóknarstofa í rannsóknum á stofnfrumum er að utanfrumu umhverfi og hvernig aðstæður utan hólfsins senda merki til að stjórna mismunun, fólksflutningum, viðloðun og annarri starfsemi. Útdrætti (ECM) samanstendur af sameindum sem eru skilin af frumum eins og kollageni, elastín og próteóglýkan. Eiginleikar þessara útskilna og efnafræði umhverfisins sem þeir búa til, veita stefnu fyrir starfsemi stofnfrumna.
Nanoparticles hafa verið notaðir til að verkfræðingur með ólíkar mynsturfræðilegar heimspekingar sem líkja eftir ECM, til að kanna áhrif þeirra á stofnfrumur.
Mikil fylgikvilli með stofnfrumum meðferðar hefur verið bilun sprautaðra frumna til að taka þátt í að miða á vefjum. Nanoscale vinnupalla bæta klefi lifun með því að aðstoða engrafting aðferð. Nanofibers spunnið úr tilbúnum fjölliður eins og fjöl (mjólkursýra) (PLA), eða náttúruleg fjölliður úr kollageni, silki próteini eða kítósani, veita rásir til að stilla stofnfrumur og stofnfrumur. Endanlegt markmið er að ákvarða hvaða vinnustaða samsetningin best stuðlar að réttri viðloðun og útbreiðslu stofnfrumna og nota þessa tækni til stofnfrumnaígræðslu. Hins vegar virðist það að frumufyrirtækin sem eru vaxin á nanófíbrum geta verið frábrugðnar frumum sem vaxið hafa verið á öðrum fjölmiðlum og fáar rannsóknir á in vivo hafa verið tilkynntar.
Eituráhrif á stofnfrumur í stofnfrumum
Eins og með allar lífefnafræðilegar uppgötvanir, þarf notkun nanóefna fyrir þessi forrit in vivo (hjá mönnum) samþykki FDA. Með uppgötvun hugsanlegra geislameðferða fyrir stofnfrumnaforrit hefur komið vaxandi eftirspurn eftir klínískum rannsóknum til að prófa nýjar uppgötvanir og auka áhuga á eiturverkunum á eggjastokkum .
Eituráhrif SPIO nanóspennanna hafa verið rannsökuð að miklu leyti. Að mestu leyti hafa þau ekki birst eitruð, en ein rannsókn hefur gefið til kynna áhrif á aðgreiningu stofnfrumna. Hins vegar er enn nokkur óvissa um hvort eiturverkanir orsakast af nanoparticles eða transfection agent / efnasambandinu.
Eituráhrifargögn fyrir Qdots eru af skornum skammti en hvaða gögn eru ekki sammála. Sumar rannsóknir gefa til kynna engar aukaverkanir á formgerð, útbreiðslu og mismunun stofnfrumna, en aðrir tilkynna frávik. Mismunurinn á niðurstöðum prófana má rekja til mismunandi samsetningar nanósegunda eða miða frumna, því miklu meiri rannsókna er þörf til að koma á fót hvað er öruggt og hvað er ekki og fyrir hvaða tegundir frumna. Það sem vitað er um er að oxað kadmíum (Cd2 +) getur verið eitrað vegna þess að það hefur áhrif á hvatbera frumna. Þetta er frekar flókið með losun viðbrögðum súrefnisfrumum við niðurbrot Qdot.
Kolefnis nanótúrar virðast vera almennt eiturverkanir á erfðaefni, allt eftir lögun þeirra, stærð, styrk og yfirborðssamsetningu og gætu stuðlað að kynslóðinni af hvarfefnum súrefnis í frumum.
Nanoparticles eru efnileg verkfæri fyrir ný líffræðileg tækni, vegna litla stærð þeirra og getu til að komast í frumur. Þar sem rannsóknarframfarir halda áfram að bæta við þekkingu okkar á þeim þáttum sem stjórna stofnfrumugerðunum, er líklegt að nýjar umsóknir um nanoparticles, í sambandi við stofnfrumur, verði uppgötvað. Þó að sönnunargögnin benda til þess að sum forrit muni reynast gagnlegur eða öruggari en aðrir, þá er gríðarlegur möguleiki að nota nanoparticles til að auka og bæta stofnfrumna tækni.
> Heimild:
> Ferreira, L. et al. 2008. Ný tækifæri: Notkun nanótækni til að vinna og rekja stofnfrumur. Cell Stamfrumur 3: 136-146. Doi: 10.1016 / j.stem.2008.07.020.